7
Journal de thérapie comportementale et cognitive (2013) 23, 17—23 Disponible en ligne sur www.sciencedirect.com ARTICLE ORIGINAL Intérêt et limite des appareils de biofeedback dans un environnement bruyant Interest and limits of biofeedback devices in noisy environments Alain Mouchès , Auguste Morille , Isabelle Grangereau, Véronique Dubreil , Noëlle Zendrera EA 4050, laboratoire multisite, LUNAM université, université catholique de l’Ouest — UCO, institut de psychologie et sociologie appliquées (IPSA), 3, place A.-Leroy, BP 10808, 49008 Angers cedex 01, France Rec ¸u le 30 avril 2012 ; rec ¸u sous la forme révisée le 20 novembre 2012 ; accepté le 20 novembre 2012 Disponible sur Internet le 23 evrier 2013 MOTS CLÉS Biofeedback ; Cohérence cardiaque ; Activité électrodermale ; Typologie circadienne ; Bruits de fond Résumé Ce travail analyse deux paramètres psychophysiologiques associés aux émotions, en considérant l’écart entre la réalité du terrain et la maîtrise des situations expérimentales. En prenant comme indices la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) et l’activité élec- trodermale (RED), une expérience est réalisée en considérant les périodes de la journée et un environnement bruyant. Une nouvelle méthodologie est proposée, et les résultats obtenus montrent des différences de réactivité à des épreuves émotionnelles chez des sujets présentant des variations du cycle du sommeil. © 2013 Association franc ¸aise de thérapie comportementale et cognitive. Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. KEYWORDS Biofeedback; Cardiac coherence; Electrodermal activity; Circadian typology; Background noise Summary Introduction. Health, work and sports medicine psychology sometimes use measuring tools to quantify physiological responses and the adaptation of the individual to environmental demands. However, these studies are difficult and there is often a gap between ‘‘natural’’ observations and the experiment. This work suggests a simplified methodology using two types of biofeedback equipment adapted to semi-natural situations. The experiment consisted of analyzing the regulation of emotional reactions in a group of students in a noisy environment (laughter, exclamations, etc.) and focuses on daily fluctuations. Method. The participants (81 psychology students aged from 19 to 22) were tested either in the morning or afternoon. The students were invited to handle two biofeedback devices for heart rate variability (HRC) and electrodermal response (EDR). These devices, desi- gned for practical psychophysiological work, consisted of a sensor, an analogue/digital converter Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (A. Mouchès). 1155-1704/$ see front matter © 2013 Association franc ¸aise de thérapie comportementale et cognitive. Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. http://dx.doi.org/10.1016/j.jtcc.2012.11.001

Intérêt et limite des appareils de biofeedback dans un environnement bruyant

  • Upload
    noelle

  • View
    214

  • Download
    1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Intérêt et limite des appareils de biofeedback dans un environnement bruyant

Journal de thérapie comportementale et cognitive (2013) 23, 17—23

Disponible en ligne sur

www.sciencedirect.com

ARTICLE ORIGINAL

Intérêt et limite des appareils de biofeedback dansun environnement bruyantInterest and limits of biofeedback devices in noisy environments

Alain Mouchès ∗, Auguste Morille, Isabelle Grangereau, Véronique Dubreil,Noëlle Zendrera

EA 4050, laboratoire multisite, LUNAM université, université catholique de l’Ouest — UCO, institut de psychologie et sociologieappliquées (IPSA), 3, place A.-Leroy, BP 10808, 49008 Angers cedex 01, France

Recu le 30 avril 2012 ; recu sous la forme révisée le 20 novembre 2012 ; accepté le 20 novembre 2012Disponible sur Internet le 23 fevrier 2013

MOTS CLÉSBiofeedback ;Cohérencecardiaque ;Activitéélectrodermale ;Typologiecircadienne ;Bruits de fond

Résumé Ce travail analyse deux paramètres psychophysiologiques associés aux émotions, enconsidérant l’écart entre la réalité du terrain et la maîtrise des situations expérimentales.En prenant comme indices la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) et l’activité élec-trodermale (RED), une expérience est réalisée en considérant les périodes de la journée etun environnement bruyant. Une nouvelle méthodologie est proposée, et les résultats obtenusmontrent des différences de réactivité à des épreuves émotionnelles chez des sujets présentantdes variations du cycle du sommeil.© 2013 Association francaise de thérapie comportementale et cognitive. Publié par ElsevierMasson SAS. Tous droits réservés.

KEYWORDSBiofeedback;Cardiac coherence;Electrodermalactivity;

SummaryIntroduction. — Health, work and sports medicine psychology sometimes use measuring toolsto quantify physiological responses and the adaptation of the individual to environmentaldemands. However, these studies are difficult and there is often a gap between ‘‘natural’’observations and the experiment. This work suggests a simplified methodology using two typesof biofeedback equipment adapted to semi-natural situations. The experiment consisted of

Circadian typology;Background noise

analyzing the regulation of emotional reactions in a group of students in a noisy environment(laughter, exclamations, etc.) and focuses on daily fluctuations.Method. — The participants (81 psychology students aged from 19 to 22) were testedeither in the morning or afternoon. The students were invited to handle two biofeedbackdevices for heart rate variability (HRC) and electrodermal response (EDR). These devices, desi-gned for practical psychophysiological work, consisted of a sensor, an analogue/digital converter

∗ Auteur correspondant.Adresse e-mail : [email protected] (A. Mouchès).

1155-1704/$ – see front matter © 2013 Association francaise de thérapie comportementale et cognitive. Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.http://dx.doi.org/10.1016/j.jtcc.2012.11.001

Page 2: Intérêt et limite des appareils de biofeedback dans un environnement bruyant

18 A. Mouchès et al.

and software. The HRC test identified cardiac coherence following breathing exercises, diffe-rentiating the students’ responses into two groups: ‘‘chaos’’ group and ‘‘coherence’’ group.The EDR test measured the emotional response of the participants to the word ‘‘pretty’’ whilelistening to a group of words, indicating whether EDR was zero, low or high. After the session,each participant provided information indicating whether they were ‘‘morning’’ (‘‘early birds’’group) or ‘‘evening’’ (‘‘night owls’’ group).Results. — Comparisons between participants tested in the morning or afternoon indicated asignificant difference during the cardiac coherence test (Chi2 = 6.08; P < 0.02). In addition,according to the two periods of the day and typologies (‘‘early bird’’ or ‘‘night owls’’), therewas a significant difference in the ‘‘chaos’’ group (Fisher’s exact test, P = 0.02). With regardto the electrodermal activity, there was also a significant difference between participants tes-ted in the morning or the afternoon. (Chi2 = 5.49, P < 0.02). There was a divergence betweenthe emotional results and the cardiac coherence groups (Chi2 = 8.74; P < 0.01). This differencewas especially noticeable when the test was taken in the morning: ‘‘high’’ EDR was morefrequent in the ‘‘chaos’’ group, while ‘‘zero’’ EDR could be observed in the ‘‘coherence’’group (Chi2 = 12.59; P < 0.002). Finally, comparing the two periods of the day and the numberof participants producing ‘‘strong’’ EDR, we saw a significant difference between the ‘‘nightowls’’, ‘‘indifferent’’ and ‘‘early birds’’ (Fisher’s exact test: P = 0.02).Discussion. — Despite the simplification of the material and procedure, the results obtainedwere interesting as they confirmed that daily rhythms have an influence on the emotions andconcentration of young students. The association between emotion, cardiac coherence trainingand the spontaneous activity of sudoriferous glands seems to be physiologically dependent oncircadian rhythms. There are currently numerous studies concerning chronobiology or chro-notypes, but rhythmic classifications should not generalized as the student population is notrepresentative of the general population. Certain students are more dependent on periods ofthe day and ‘‘respond’’ more to emotional stimulations, regardless of the defined chronotype.However, many students claim to be ‘‘evening’’ people and the results showed that these rhyth-mic modifications affect their attention levels and their capacity to concentrate, for examplewhen they are tested in the morning. In conclusion, we can use this simplified methodologyto explore biological rhythms in several areas (clinical, ergonomic, prophylactic) using largersample groups and suggesting further traits such as impulsivity, tobacco consumption, etc.© 2013 Association francaise de thérapie comportementale et cognitive. Published by ElsevierMasson SAS. All rights reserved.

I

DsdécBfnodatsdrtrasacrl

qddm

apnCtpaLddbevc[[

ntroduction

epuis longtemps des psychologues expérimentalistes seont penchés sur les rythmes élémentaires et leurs impactsans l’activité physique, la vigilance, ou encore la chargemotionnelle en utilisant de nombreux instruments psy-hophysiologiques (on trouve par exemple un article deinet [1] écrit en 1896 qui s’intitule « Les changements deorme du pouls capillaire aux différentes heures de la jour-ée »). Plus récemment, il existe maintenant de nombreuxutils de mesure reflétant la capacité d’un individu à pro-uire des réponses physiologiques et l’adaptation du sujetux demandes environnementales. La clinique compor-ementale, la psychologie de la santé, la médecine duport, la psychologie ergonomique, utilisent fréquemmentes mesures physiologiques : rythme cardiaque, fréquenceespiratoire, électroencéphalographie (EEG), réponse élec-rodermale (RED), pression artérielle, etc. Toutes ceséactions physiologiques toniques et phasiques en lienvec l’émotion ont été discutées par Damasio [2] etes « marqueurs somatiques ». L’analyse des émotions faitppel à plusieurs indices physiologiques complexes et non

onscients et chaque indicateur reflète l’accès à une expé-ience passée, elle-même faconnée par l’apprentissage etes états émotionnels.

unà

Nous nous sommes intéressés à la variabilité de la fré-uence cardiaque (VFC) et la RED en utilisant deux appareilse biofeedback, tout en intégrant à la fois la spontanéité’une observation comportementale non standardisée, et laaîtrise des variables physiologiques étudiées.La VFC (également appelée variabilité sinusale VS, ou

rythmie sinusale respiratoire ASR) est un bon indicateurour évaluer la balance entre les deux branches du systèmeerveux autonome (sympathique et parasympathique) [3].ette variabilité correspond au fait que les intervalles deemps entre les battements cardiaques successifs ne sontas constants. La fréquence cardiaque oscille égalementvec la respiration et dépend de l’activité du nerf vague [4].orsque cette VFC est « chaotique », cela traduit l’activationu système nerveux autonome sympathique et notammentu système physiologique de réponse au stress [5]. De nom-reuses études montrent qu’une dysrégulation émotionnellest liée à une diminution du tonus vagal [6]. Une faibleariabilité sinusale peut être un indicateur de risque chezertains patients (hypertension, insuffisance cardiaque etc.)7], ou de traits émotionnels (anxieux, agressifs, dépressifs)8]. Cependant l’augmentation de l’arythmie sinusale par

ne respiration lente (5 et 6 cycles par minute) peut entraî-er une « cohérence cardiaque ». Cette cohérence consiste

mettre en résonance les variations dues à la respiration

Page 3: Intérêt et limite des appareils de biofeedback dans un environnement bruyant

onne

Dpslt

O

Llstgqramnp

éppllCdhb(rf

rprtaplgCnAnrlil(m

«ccpp

Intérêt et limite des appareils de biofeedback dans un envir

spontanée (hautes fréquences) avec les variations de bassesfréquences dues à l’activité baroréflexe (système de rétro-action négative permettant de compenser les variationsde la pression artérielle avec action cardiomodérateur dutonus parasympathique et inhibition du tonus sympathiquevasomoteur) [4]. D’abord appliquée dans la prévention desmaladies cardiovasculaires [7] la VFC est régulièrementutilisée en clinique [8,9] ou plus généralement dans les tech-niques de gestion du stress (par exemple en ergonomie) [10],ou encore en entraînement sportif de haut niveau [11,12].

La RED est une manifestation électrophysiologique quirend compte de l’activité du système nerveux sympathique,et elle apparaît également comme un bon indice du traite-ment affectif des stimulations dans la mesure où elle est unreflet de la mise en jeu des structures limbiques [13]. La REDest liée au fonctionnement des glandes sudoripares eccrinesinnervées par la chaîne sympathique du système nerveux.Un stimulus émotionnel excite les centres responsables desdécharges sudorales entraînant en surface de l’épidermeune microquantité de liquide, qui se traduit sur le plan élec-trique par une augmentation de la conductance de la peau.Cette variation transitoire survenant deux à trois secondesaprès le stimulus est différente des fluctuations spontanées,et son amplitude peut être quantifiée.

Si les mesures de la RED sont parfois exploitées par descharlatans (on peut citer le fameux « électromètre » utilisépar les scientologues), on trouve un grand nombre de tra-vaux étudiant scientifiquement ces réactions inconscientes[13—15]. L’application clinique englobe une variété de tra-vaux expérimentaux, tels que l’évaluation de la douleur[16,17], les troubles d’anxiété [18] et plus généralement destroubles de l’humeur [19—21]. La RED est également large-ment utilisée en ergonomie comme indicateur de la chargementale de l’opérateur [22,23] ou du conducteur [24,25].

Pourtant ces explorations physiologiques sont délicateset il faut théoriquement maîtriser plusieurs paramètres pourobtenir des analyses de qualité [26]. La plupart des expertsdemandent que ces enregistrements s’effectuent de faconstandardisée et rigoureuse en suivant plusieurs consignestelles que le contrôle thermique, l’isolement phonique, etun appareil étalonné [27]. Cela suppose une complexité dudispositif d’acquisition ou d’analyse, et souvent des équi-pements onéreux. De plus si ces protocoles scientifiquessévères évitent les conclusions hâtives, ils peuvent aussientraîner un décalage entre les observations « naturelles »et l’expérimentation.

Cette étude propose une méthodologie adaptée auxsituations semi-naturelles, et en utilisation des appareils debiofeedback, c’est-à-dire des instruments plus accessiblesà la clinique appliquée qu’à la recherche physiologique.Le travail propose d’analyser la régulation des réactionsémotionnelles d’un groupe d’étudiants en s’intéressant auxvariations journalières, et dans un cadre « spontané » c’est-à-dire dans un environnement bruyant.

Méthode

Participants

Le nombre de sujets est de 81 étudiants en L2 de psycholo-gie, âgés de 19 à 22 ans et majoritairement (85 %) féminins.

P

Ls

ment bruyant 19

ans le cadre d’un TP de psychophysiologie qui se dérouleendant un semestre, les participants sont soumis à plu-ieurs situations d’apprentissage soit le matin (9—12 h), soit’après-midi (14—17 h) dans une salle de laboratoire, et àempérature variant de 20 à 23 ◦C.

utils

es appareils concus pour les travaux pratiques n’ont pas fait’objet d’une homologation, mais ils sont néanmoins suffi-ants pour mesurer ces réponses végétatives. Le matériel estoujours constitué d’un capteur, d’un convertisseur analo-ique/numérique et d’un logiciel (un software). L’interfaceui transforme cet enregistrement en signal numérique estéalisée avec une carte Arduino®. Cette carte programmablevec un port série est très économique, et peut parfaite-ent récupérer les informations des capteurs. Les signaux

umériques sont envoyés sur un ordinateur à l’aide d’unrogramme rédigé en VisualBasic.

Pour enregistrer la VFC le capteur utilisé est un piézo-lectrique fixé au bout du doigt par une bande Velcro et quiermet aisément d’enregistrer le pouls. La pulsatilité de laression artérielle étant synchrone de l’activité cardiaque,e tachogramme affiche sur l’écran la pulsation cardiovascu-aire en temps réel, ainsi que la VFC, en fonction du temps.et appareil permet de visualiser sur l’écran plusieurs types’oscillations de la variabilité sinusale (Basse fréquence ouaute fréquence). Cependant dans la situation de biofeed-ack, il explore précisément la zone de basse fréquenceentre 0,04 et 0,15 Hz), liée à l’activité du système baro-éflexe. Sur l’écran, la cohérence cardiaque recherchée estacilement identifiable par son aspect de sinusoïde.

Concernant l’enregistrement des RED dans un envi-onnement bruyant, nous avons dû abandonner certainesrocédures habituellement conseillées lors des études expé-imentales (tels que l’isolement phonique, le contrôlehermique, etc.) De même nous avons utilisé des électrodesrgentées de gros calibre (diamètre 20 mm) fixées sur lesaumes des deux mains (et non des électrodes posées sures phalanges des doigts plus fiables mais aussi plus fra-iles lors des manipulations effectuées par les étudiants).es électrodes sont branchées à un amplificateur opération-el équilibré par un potentiomètre et relié à l’interface.u final, si le signal obtenu a une réelle pertinence auiveau des variations émotionnelles, il faut noter que leséactions électrodermales sont très labiles, la valeur dea résistance cutanée présentant d’importantes variationsnterindividuelles. Aussi nous avons opté pour une ana-yse simplifiée des résultats en classant les RED « nulles »absence de réponse), les RED « faibles » (= inférieures à laédiane), et les RED « fortes » (supérieures à la médiane).Précisons que cette analyse est proche d’une étude

éthologique » observant un groupe d’individus dans sonontexte, et non une analyse de l’individu en tant que sujetlinique. Bien évidemment le contrôle des consignes seraitlus exigeant et plus standardisé dans le cas d’une recherchesychophysiologique spécifique.

rocédures

es personnes testées (quatre individus dans un groupe)ont invitées à manipuler les deux appareils de biofeedback

Page 4: Intérêt et limite des appareils de biofeedback dans un environnement bruyant

2 A. Mouchès et al.

derLpl

it(dattp«

lcddddsronl

sLtALnuasdlatm

A

DsusneBps

R

Ccc

0

5

10

15

20

25

30

35

chaos co hér ence

effec�f ma�n

a-m

Figure 1 Répartition des effectifs selon le moment du testdans la journée (matin ou après-midi) et la variabilité de lafréquence cardiaque (chaos ou cohérence).Number on participants based on time of test (morning vs.afternoon) and heart rate rariability (chaos vs. coherence).

Tableau 1 Nombre des sujets selon le chronotype (lève-tôt ou couche-tard), la variabilité de la fréquence cardiaque(chaos ou cohérence) et la période de la journée (test matinou test après-midi).Number on participants based on chronotype (Early bird vs.Night owl), Heart Rate Variability (chaos vs. coherence) andtime of day (morning vs. afternoon test).

Groupe VFC Groupechronotype

Testmatin

Testaprès-midi

Chaos Lève-tôt 6 7Couche-tard 14 2

Cohérence Lève-tôt 6 17

alse«cp

ml(efpl«q«c

0

ans un cadre peu propice à la concentration (rires,xclamations, etc.) car une vingtaine d’autres étudiantséalisent également des manipulations dans ce laboratoire.’expérimentateur est l’enseignant responsable des travauxratiques, habitué à l’enregistrement de l’appareil et duogiciel associé.

Après la séance, chaque sujet complète certainesnformations en indiquant subjectivement s’il est plu-ôt « du matin » (groupe : « lève-tôt »), ou « du soir »groupe : « couche-tard »). Sur le total, 45 sujets jugent êtrees « couche-tard ». Précisons que ces étudiants, dans unutre contexte pédagogique, ont passé le questionnaire deypologie circadienne de Horne et Ostberg [28]. Toutefois, leest ne semble pas être discriminant dans cette expérience,uisque la majorité des sujets testés serait dans la classe

intermédiaire » ou « neutre ».Concernant le test VFC, après lecture du protocole,

’expérimentateur indique aux étudiants une technique deontrôle de la respiration. Ayant posé le capteur sur le boute son index, le sujet doit observer sur l’écran l’alternancees accélérations et des décélérations de la fréquence car-iaque pendant quelques minutes. Par la suite, en situatione biofeedback, il doit tenter de se relaxer en se focalisantur sa respiration. Après une minute d’auto-observation, onepère s’il y a eu une cohérence cardiaque (c’est-à-dire unendulation sinusoïdale, de 3 à 8 pics/min), ou non. Ces don-ées permettent de classer les effectifs en deux groupes :e groupe « chaos », et le groupe « cohérence ».

Le test RED n’est pas à proprement un apprentis-age de biofeedback, mais un simple enregistrement.’expérimentateur pose les deux électrodes et ajuste leracé en demandant au sujet de réaliser un hyperpnée.près quelques secondes ce sujet est invité à se relaxer.orsqu’il n’y a plus de réaction, l’expérimentateur pro-once aléatoirement un mot trouvé dans une liste. Aprèsn intervalle allant de un à trois secondes — correspondantu temps de latence d’une RED après le début d’un mot-timulus — l’expérimentateur note sur la fiche l’amplitudee la RED affichée sur l’écran. Une dizaine de mots sont uti-isées aléatoirement dans l’expérience. Mais en pratique,fin de simplifier le traitement tout en éliminant les varia-ions de fréquence lexicale des mots, seule la réponse auot « joli » a été analysée.

nalyses

ans ces conditions écologiques à faibles échantillons, noneulement les effectifs sont déséquilibrés et ne suivent pasne distribution normale, mais les mesures ne sont pastandardisées. Aussi nous avons choisi d’utiliser des testson-paramétriques à variables nominales (test du Chi2, ouncore le test exact de Fischer pour les petits échantillons).ien évidemment, dans le cas d’une recherche spécifiquelus standardisée, des analyses de variances multivariéeseraient plus pertinentes.

ésultats

oncernant le test de cohérence cardiaque (Fig. 1), laomparaison entre les sujets testés le matin ou l’après-midionclut à une différence significative (Chi2 = 6,08 ; p < 0,02).

éE«d

Couche-tard 15 14

Suivant les groupes (35 % « chaos » et 65 % « cohérence »)ssociés aux typologies (« lève-tôt », ou « couche-tard »),’analyse des effectifs montre également des différenceselon les deux périodes de la journée (Tableau 1). Plusxactement la différence est significative dans le groupe

chaos » (test exact de Fisher ; p = 0,02), et peu signifi-ative dans le groupe « cohérence » (test exact de Fisher ;

= 0,06).Concernant l’activité électrodermale on trouve égale-

ent une différence significative entre les sujets testése matin ou l’après-midi, et leurs RED nulles ou fortesChi2 = 5,49 ; p < 0,02). De même on trouve une divergencentre les trois types de réponses (RED nulle, faible ouorte) et les groupes de cohérence cardiaque (Chi2 = 8,74 ;

< 0,01) (Fig. 2). Cette différence s’observe surtout lorsquee test est réalisé le matin : on constate que les REDfortes » sont plus fréquentes dans le groupe « chaos », alorsue les RED « nulles » s’observent surtout dans le groupecohérence » (Chi2 = 12,59 ; p < 0,002). On n’observe plusette différence l’après-midi, la répartition des réponsestant très semblable selon les groupes (Chi2 = 3,88 ; NS).

nfin, la comparaison des RED entre les « couche-tard »,

indifférenciés » et « lève-tôt » ne semble pas indiquere différence (Chi2 = 0,76 ; NS). Cependant, en comparant

Page 5: Intérêt et limite des appareils de biofeedback dans un environnement bruyant

Intérêt et limite des appareils de biofeedback dans un environne

02468

1012141618

RED nulle

RED faible

RED forte

RED nulle

RED faible

RED forte

test ma�n test après -midi

effec�f

chaos

cohér ence

Figure 2 Nombre des trois types de réponses électrodermales(nulle, faible, forte), selon la variabilité de la fréquence car-diaque (chaos ou cohérence) et la période de la journée (testmatin ou test après-midi).Number of 3 types of electrodermal responses (zero, weak,strong), based on heart rate variability (chaos vs. coherence)and time of test (morning vs. afternoon).

Tableau 2 Nombre de sujets testés ayant obtenu desréponses électrodermales fortes, selon les chronotypes(lève-tôt ou couche-tard) et la période de la journée (testmatin ou test après-midi).Number of participants tested with strong electrodermalresponses, by chronotype (Early bird vs. Night Owl) and timeof test (morning vs. afternoon).

Groupes Test matin Test après-midi

Lève-tôt 2 10

ssp(dvdi

àr

(tHsddAersenlrt[ied

tssc«ldnccspnns«nevpérsdpà

Couche-tard 10 6

les deux périodes de la journée et le nombre de sujetsqui ont produit des RED « fortes » on observe alors unedifférence significative (Tableau 2, test exact de Fisher :p = 0,02).

Discussion

Dans un environnement riche en stimulations et en bruitsde fond, l’association entre l’émotion, l’apprentissagede la cohérence cardiaque et l’activité spontanée desglandes sudoripares semble être sous la dépendancephysiologique des rythmes journaliers, probablement cor-rélées à l’état d’éveil. Sans développer d’avantage lesnombreux travaux chronobiologiques [29,30], rappelonsque si l’entraînement général des organismes du cyclelumière-obscurité est principalement réalisé grâce au noyausuprachiasmatique chez les mammifères, il existe de nom-breuses « horloges moléculaires » également fonctionnellesdans différents organes et tissus. En coordonnant de mul-tiples paramètres biochimiques (mélatonine, sérotonine,cortisol, etc.) et comportementaux, cette horloge biolo-

gique permet à l’organisme de s’adapter aux modificationsd’environnement liées aux alternances entre le jour et lanuit. Inversement des décalages des rythmes (par exemple,de la température corporelle) s’observent chez des sujets

spm

ment bruyant 21

ouffrant de troubles du sommeil [31] ou de dépres-ion saisonnière, [32]. Par ailleurs, on peut observer desréférences individuelles d’heure de sommeil ou d’éveilmatinalité-vespéralité), ces chronotypes reflétant un traite personnalité [33,34]. Dans certains cas, une tendanceespérale serait liée aux fluctuations de l’humeur, les « gensu soir » étant plus souvent des personnes extraverties etmpulsives [35].

Toutefois, dans notre étude nous nous sommes intéressés une population particulière, celle des étudiants, dont lesythmes circadiens ne sont guère stabilisés.

Le choix pour un classement subjectif auto-estiméêtre « couche-tard » ou « lève-tôt ») peut être discu-able méthodologiquement puisque l’échelle validée deorne et Ostberg indique surtout une population deujets « intermédiaire » ou « neutre ». Pourtant beaucoup’étudiants affirment être « du matin » ou « du soir » et consi-èrent cette typologie comme étant une réalité constatée.insi ceux qui travaillent (veilleur de nuit, baby-sitting,tc.) ou encore ceux qui découvrent les fêtes nocturnes seangent naturellement dans le groupe des « couche-tard »,ans avoir réellement un chronotype défini. En revanche, ilst possible que ces modifications rythmiques affectent leuriveau de vigilance [36] par exemple lorsqu’ils sont testése matin. Il faut rester donc prudent dans ces classificationsythmiques car la population étudiante n’est pas représen-ative de la population générale, et comme le signale Apter37] « dans le chronotype, on suppose qu’un individu restedentique à lui-même sur la durée, mais en fait, stéréotypet chronotype opèrent tous deux une généralisation à partire peu d’informations. . . ».

Toutefois, ces résultats obtenus montent que les « lève-ôt » réalisent plus fréquemment une cohérence cardiaque’ils sont testés l’après-midi, alors que les « couche-tard »ont autant performants le matin que l’après-midi. Auontraire dans le groupe « chaos », ce sont surtout les

couche-tard » testés le matin qui n’arrivent pas à réa-iser cette cohérence. Là encore, il faut rester prudentans les interprétations car certains effectifs sont faibles ;éanmoins on peut admettre un lien entre la capacité deoncentration et les variations circadiennes de la vigilance,es mesures dépendant toutes les deux de l’activation duystème sympathique. On peut supposer que cet effortour réaliser une cohérence cardiaque dans un environ-ement bruyant est un facteur stressant, ou du moinsécessite plus de vigilance et de concentration chez certainsujets. Les niveaux faibles de VFC (comparable au groupe

chaos ») peuvent s’observer lors d’un stress interperson-el [38]. Dans la situation « chaos », le système sympathiquest dominant et empêche la régulation des émotions et laariabilité sinusale ; inversement la composante parasym-athique est associée à une cohérence. Si la plupart destudiants « couche-tard » sont capables durant la journée deéaliser une variabilité sinusale, 35 % en sont incapables s’ilsont testés le matin. Ces résultats soutiennent l’hypothèse’une relation étroite entre l’éveil, le degré d’excitationhysiologique, et le style de l’adaptation comportementale

des stresseurs environnementaux.De même dans le cas des réactions électrodermales, il

emble que certains étudiants sont plus dépendants desériodes de la journée et « répondent » davantage aux sti-ulations émotionnelles. Des travaux plus spécifiques ont

Page 6: Intérêt et limite des appareils de biofeedback dans un environnement bruyant

2

mmpgcdqt«aCafmgmsl

C

BcilueMtu«lamtat

mdtl

dAovsqs(tdlb

D

Lr

R

[

[

[

[

[

[

[

[

[

[

[

[

2

ontré que le niveau de l’activité électrodermale aug-ente progressivement durant la journée [39] avec unic à 13—15 h. En s’intéressant précisément aux typolo-ies circadiennes, on observe des variations entre le rythmeircadien de la température corporelle et la conductancee la peau [40]. Et dans notre expérience, nous vérifionsue les « couche-tard » testés le matin, ainsi que les « lève-ôt » testés l’après-midi, obtiennent plus souvent des RED

fortes ». Signalons que des travaux plus anciens avaientussi montré l’existence de sujets « labiles » ou « stabiles ».ertaines personnes manifestent des valeurs plus élevéesvec une habituation plus forte, et d’autres auront uneaible fréquence au repos avec peu d’habituation aux sti-uli [19]. Selon Lacey, les sujets labiles montrent une plus

rande réactivité électrodermale et cardiovasculaire, ont deeilleures performances aux tâches exigeant une vigilance

outenue, et sont capables de focaliser leur attention plusongtemps.

onclusion

ien que loin des situations expérimentales normalisées,ette analyse des données brutes vérifie des « tendances »ntéressantes malgré la simplification du matériel et dea procédure. Cette approche écologique correspond àne situation « naturelle » intégrant aussi les artefactst les habituels facteurs de stress lors d’un travail.ême en acceptant des réponses inappropriées, ces varia-

ions statistiques peuvent s’équilibrer naturellement, parn effet-tampon. Cette approximation des mesures esttemporisée » par le fait que tous les individus sont mis dans

e même environnement perturbant. Au final la variabilitéléatoire de l’indice peut devenir un indicateur utile, duoins si l’on s’intéresse aux groupes d’individus. Les résul-

ats obtenus vérifient que les rythmes circadiens peuventvoir une certaine influence sur l’émotion et la concentra-ion chez les jeunes étudiants.

Plus généralement on peut envisager d’utiliser cetteéthodologie « épurée » explorant les rythmes biologiquesans plusieurs applications : ergonomiques, prophylac-iques, voire pédagogiques (organisation de la journée enien avec la formation des étudiants, etc.).

Et évidemment, nous pouvons aussi reprendre ce type’expérience en utilisant des échantillons plus importants.insi la population testée est essentiellement féminine :r, selon certains auteurs le continuum de matinalité-espéralité est aussi influencé par le genre, les femmesemblant avoir des différences de phase moins fortesue chez les hommes [41]. Enfin, plusieurs recherchesont possibles en employant d’autres outils de mesures,capteur des variations thermiques, ou encore tests deemps de réaction selon la journée), tout en ajoutantes traits complémentaires certainement utiles, tels que’impulsivité, ou encore la consommation de tabac ou deoissons excitantes chez certains étudiants.

éclaration d’intérêts

es auteurs déclarent ne pas avoir de conflits d’intérêts enelation avec cet article.

[

A. Mouchès et al.

éférences

[1] Binet A, Courtier L. Les changements de forme du poulscapillaire aux différentes heures de la journée. Ann Psychol1896;2:10—29.

[2] Damasio A. L’erreur de Descartes. Paris: Édition Odile Jacob;1998.

[3] Servant D, Lebeau JC, Mouster Y, Hautekeete M, Logier R,Goudemand M. La variabilité cardiaque : un bon indicateurde la régulation des émotions. J Ther Comport Cogn 2008;18:45—8.

[4] Souza Neto EP, Neidecker J, Lehot JJ. Comprendre la variabilitéde la pression artérielle et de la fréquence cardiaque. Ann FrAnesth 2003;22:425—52.

[5] Boiten FA. The effects of emotional behaviour on compo-nents of the respiratory cycle. Biol Psychol 1998;49(1—2):29—51.

[6] Thayer JF, Lane RD. A model of neurovisceral integrationin emotion regulation and dysregulation. J Affect Disord2000;61:201—16.

[7] Cohen H, Benjamin J. Power spectrum analysis and car-diovascular morbidity in anxiety disorders. Auton Neurosci2006;30:1—8.

[8] Friedman BH, Thayer JF. Anxiety and autonomic flexibility: acardiovascular approach. Biol Psychol 1998;47:243—63.

[9] Servant D, Logier R, Mouster Y, Goulemand M. La variabilitéde la fréquence cardiaque. Intérêt en psychiatrie. Encephale2009;35:423—8.

10] Lagos L, Vaschillo E, Vaschillo B, Lehrer P, Bates M, Pan-dina R. Heart rate variability biofeedback as a strategy fordealing with competitive anxiety: a case study. Biofeedback2008;36:109—15.

11] Dixon EM, Kamath MV, McCartney N, Fallen EL. Neural regu-lation of heart rate variability in endurance athletes andsedentary controls. Cardiovasc Res 1992;26:713—9.

12] Cassirame J, Tordi N, Mourot L, Rakobowchuk M, RegnardJ. L’utilisation d’un nouveau système d’enregistrement defréquence cardiaque battement à battement pour l’analysetraditionnelle de variabilité de fréquence cardiaque. Sci Sport2007;22(5):238—42.

13] Grapperon J, Pignol AC, Vion-Dury J. La mesure de la réactionélectrodermale. Encephale 2012;38:149—55.

14] Crider A. Personality and electrodermal response labi-lity: an interpretation. Appl Psychophysiol Biofeedback2008;33(3):141—8.

15] Boucsein W. Electrodermal activity. 2nd ed. New York: Spinger;2011.

16] Naveteur J. Douleur chronique et activité électrodermales.Douleur Analg 2008;21:81—5.

17] Ledowski T, Bromilow J, Wu J, Paech MJ, Storm H, SchugSA. The assessment of postoperative pain by monitoringskin conductance: results of a prospective study. Anaesthesia2007;62:989—93.

18] Naveteur J, Buisine S, Gruzelier JH. The influence of anxietyon electrodermal responses to distractors. Int J Psychophysiol2006;56:261—9.

19] Lacey J, Lacey BC. The relationship of resting autonomic acti-vity to motor impulsivity. Res Publ Assoc Res Nerv Ment Dis1958;36:144—209.

20] Bonnet A, Naveteur J. Electrodermal activity in low back painpatients with and without co-morbid depression. Int J Psycho-physiol 2004;53:37—44.

21] Fowles DC. Electrodermal hyporeactivity and antisocial beha-

vior: does anxiety mediate the relationship? J Affect Disord2000;61(3):177—89.

22] Frith C, Allen H. The skin conductance orienting response asan index of attention. Biol Psychol 1983;17(1):27—39.

Page 7: Intérêt et limite des appareils de biofeedback dans un environnement bruyant

onne

[

[

[

[

[

[

[

Intérêt et limite des appareils de biofeedback dans un envir

[23] Apparies RJ, Riniolo TC, Porges SW. A psychophysiologicalinvestigation of the effects of driving longer-combinationvehicles. Ergonomics 1998;41(5):581—92.

[24] Collet C, Averty P, Dittmar A. Autonomic nervous system andsubjective ratings of strain in air-traffic control. Appl Ergon2009;40:23—32.

[25] Clarion A. Recherche d’indicateurs électrodermaux pourl’analyse de la charge mentale en conduite automobile. Thèsede Doctorat en Neurosciences du comportement, UniversitéClaude-Bernard Lyon-1, 2009.

[26] Benedek M, Kaernbach C. A continuous measure of phasicelectrodermal activity. J Neurosci Methods 2010;190(1—5):80—91.

[27] Fowles DC, Christie MJ, Edelberg R, Grings WW, Lyk-ken DT, Venable PH. Publication recommendations forelectrodermal measurements. Psychophysiology 1981;18:232—9.

[28] Horne JA, Östberg O. A self-assessment questionnaire to deter-mine morningness-eveningness in human circadian rhythms. IntJ Chronobiol 1976;4:97—110.

[29] Boissin J, Canguilhem B. Les rythmes du vivant. Origine etcontrôle des rythmes biologiques. Paris: Nathan-Université,CNRS Éditions; 1998.

[30] Haffen E. Mesure des rythmes circadiens. Encephale2009;35(2):563—7.

[31] Taillard J. L’évaluation du chronotype en clinique du sommeil.Med Sommeil 2009;6:31—4.

[32] Azorin JM, Kaladjian A. Dépressions et rythmes circadiens.Encephale 2009;35(2):568—71.

[

[

ment bruyant 23

33] Mongrain V. Rythmes circadiens et mécanismes homéostatiquesde récupération chez des personnes de type matinal ou vespé-ral. Thèse en Sciences Neurologiques, Faculté de Médecine,Université de Montréal 2007.

34] Bailey SL, Heitkemper MM. Circadian rhythmicity of corti-sol and body temperature: morningness-eveningness effects.Chronobiol Int 2001;18:249—61.

35] Caci H, Robert P, Boyer P. Novelty seekers and impulsivessubjects are low in morningness. Eur Psychiatry 2004;19:79—84.

36] Lack L, Bailey M, Lovato N, Wright H. Chronotype differences incircadian rhythms of temperature, melatonin, and sleepinessas measured in a modified constant routine protocol. Nat SciSleep 2009;1:1—8.

37] Apter M. A certain blindness in modern psychology. Psychologist2003;16(9):474—5.

38] Sgoifo A, Braglia F, Costoli T, Musso E, Meerlo P, CeresiniG, et al. Cardiac autonomic reactivity and salivary cortisolin men and women exposed to social stressors: relation-ship with individual ethological profile. Neurosci Biobehav Rev2003;27(1—2):179—88.

39] Venables PH, Christie MJ. Mechanisms, instrumentation, recor-ding techniques, and quantification of responses. In: ProkasyWF, Raskin DC, editors. Electrodermal activity in psychologicalresearch. New York: Academic Press; 1973. p. 23—109.

40] Hot P, Leconte P, Sequeira H. Diurnal autonomic variations andemotional reactivity. Biol Psychol 2005;69:261—70.

41] Adan A, Natale V. Gender differences in morningness-eveningness preference. Chronobiol Int 2002;19:709—72.